Alkuräjähdysteoria (Big Bang) pohjautuu keskeisesti seuraavaan oletuksien ketjuun:

  1. Alkuräjähdysteoria on luotu selittämään miksi maailmankaikkeus laajenee.
  2. Laajeneva maailmankaikkeus keksittiin vastaamaan siihen, miksi galaksit liikkuvat kauemmas toisistaan.
  3. Galaksien liikkuminen kauemmas toisistaan perustuu punasiirtymän Doppler-tulkintaan. ​(Acheson)​

Johdanto

Punasiirtymä tarkoittaa ilmiötä, jossa kaukana olevan kohteen valon aallonpituus alkaa pidentyä. Pitkät aallonpituudet havaitaan punaisena eli toisin sanoen ihminen voi havaita kaukana olevan galaksin valon muuttuvan punaisemmaksi.

Tämä tulkitaan astronomiassa vastaavan doppler-ilmiötä. Doppler-ilmiö on ääniaaltoihin liittyvä ilmiö, jossa liikkeessä olevan äänen lähteen taajuudessa havaitaan näennäinen muutos. Esimerkiksi ajoneuvon ääni kuulostaa korkeammalta ajoneuvon kulkiessa havaitsijaa kohti ja matalammalta, kun ajoneuvo liikkuu havaitsijasta poispäin.

Punasiirtymä. Kuva: Georg Wiora (Dr. Schorsch)
Doppler-ilmiö. Kuva: Tkarcher
Punasiirtymä/ sinisiirtymä. Kuva: Aleš Tošovský

Punasiirtymän Doppler-tulkinta on vahvasti sidoksissa Hubblen lakiin, minkä katsotaan olevan alkuräjähdysteorian keskeisin todiste. Hubblen lain mukaan mitä kauempana galaksi on, niin sitä nopeampaa se meistä loittonee. Tämä on havaittu tutkimalla galaksien punasiirtymiä.

Tämän päätelmien ketjun avulla astronomit ovat onnistuneet laskemaan galaksien välisiä etäisyyksiä, joita normaalisti ei olisi mahdollista arvioida. Tähän teoriaan perustuu myös arviomme maailmankaikkeuden iästä ja koosta.

Entäpä jos jokin näistä lähtöoletuksista huomataankin virheelliseksi?

Halton Arpin havainnot kvasaareista

Halton Arp (1927–2013) oli Harwardista valmistunut ja Caltechistä tohtoriksi vuonna 1953 väitellyt astronomi. Arpia pidettiin erinomaisena optisen astronomian tarkkailijana ja hänen erikoisalaansa oli erikoisten galaksien tarkkailu. Hänen ensyklopedista teosta Atlas of Peculiar Galaxies, jossa on esiteltynä 338 erilaista galaksia, pidetään raamattuna morfologian, evoluution ja galaksien erikoisten aspektien tarkkailijoille. Arpin varhainen työ lupaili hänelle merkittävää asemaa astronomisessa yhteisössä. ​(Narlikar)​

Arp oli yksi harvoista tutkijoista, joka oli työskennellyt suoraan kuuluisan Edwin Hubblen kanssa. Uraauurtavan galakseihin liittyvän työnsä hän teki ensimmäisen vuosikymmenen aikana työkalunaan Palomer-vuoren observatorion 200 tuumainen teleskooppi​*​. Seuraavat viisi vuosikymmentä Arp käytti kuitenkin tutkiessaan kvasaarien eli kvasi-stellaaristen objektien (QSO) suhdetta niiden lähellä oleviin galakseihin. ​(Fulton)​

Nebulan ympäröimä kvasaari. Kuva: ESO/Arrigoni Battaia et al.
Arp 230/ IC 51. Vasemmalla puolella galaksi, ja oikealla ylempänä on kvasaari. Kuva: ESA/Hubble & NASA
Röntgen-kuva kvasaarista, josta tulee pitkä ”suihku”. NASA/CXC/A.Siemiginowska(CfA)/J.Bechtold(U.Arizona)

Kvasaarit ovat erikoisia kohteita. Ne ovat melko kompakteja (selvästi suurempia kuin auringot, mutta pienempiä kuin galaksit), ja niissä voidaan havaita huomattavan suuri punasiirtymä. Valtavan punasiirtymän vuoksi kvasaarien on perinteisesti ajateltu olevan hyvin kaukaisia ja äärimmäisen energeettisiä kohteita.

Kvasaareja tutkiessaan Arp kuitenkin huomasi, että kvasaarit eivät ole levittäytyneenä tasaisesti avaruuteen, vaan hyvin usein ne löytyivät alhaisen punasiirtymän galaksien vieressä. (katso alla oleva kuva). Punasiirtymän vuoksi tämän on aikaisemmin uskottu olevan sattumaa, mutta Arpin mukaan vuosien aikana kasaantuneet todisteet ovat osoittaneet, että kvasaarit ovat kytköksissä viereisiin galakseihin. ​(Arp et al.)​

Vierekkäin olevat Galaksi NGC 4319 ja kvasaari M 205. Kuva: NASA ja Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Toisin sanoen mikäli suuren punasiirtymän kvasaarien voidaan osoittaa olevan pienen punasiirtymän galaksien vieressä ja samalla etäisyydelle, niin tämä muuttaa täysin käsityksemme siitä, mitä punasiirtymä oikeastaan kertoo. Arp argumentoi, että punasiirtymä ei tarkoitakaan erkaantumisnopeutta, vaan punasiirtymän täytyy olla astronomisen kappaleen luontainen ominaisuus. Kvasaarit eivät olekaan maailmankaikkeuden laidalla olevia merkillisiä super energeettisiä kohteita, vaan jotain paljon yksinkertaisempaa. ​(Arp et al.)​

Tutkittuaan galakseja, kvasaareita ja galaksijoukkoja Arp tuli siihen johtopäätökseen, että galaksit synnyttävät uusia galakseja. Aktiivisten Seyfert-galaksien vieressä olevat korkean punasiirtymän kvasaarit ovatkin vastasyntyneitä galaksien ytimiä, joista ajan kanssa kasvaa uusia galakseja. Galaksit ovat siis kasvavia järjestelmiä. ​(Arp et al.)​

Jälkiseuraukset

Mitä tämä sitten tarkoittaa alkuräjähdysteorialle? Mikäli Arp on oikeassa osoitettuaan punasiirtymän doppler-tulkinnan virheelliseksi, Hubblen lain täytyy olla väärässä. Kaikki galaksit eivät ole etääntymässä, eikä maailmankaikkeuden laajenemiselle ole todisteita. Mikäli kvasaarit ovat emogalakseista ulos lentäneitä uusien galaksien ytimiä, niin voimme huoletta unohtaa alkuräjähdysteorian maailmankaikkeuden synnylle. Lisäksi astronomien punasiirtymistä lasketut tähtien ja galaksien etäisyydet ovat kaikki virheellisiä.

Otettiinko Arpin uudet havainnot astronomiassa mielenkiinnolla vastaan? Kuten monesti olemme voineet havaita, niin tiedeyhteisö varjelee mustasukkaisesti omia lempiteorioitaan. Arpin havainnot oikeaksi osoitettuna romuttaisi hyvin keskeisen osan nykyajan astronomiasta. Se tuhoaisi alkuräjähdys-paradigman, minkä kannattajat ovat astrofysiikassa keskeisillä paikoilla vertaisarviointikomiteoissa ja keskeisissä viroissa.

Astronomiset aikakausijulkaisut kieltäytyivät julkaisemasta Arpin aihetta käsitteleviä tieteellisiä julkaisuja, ja seurauksena tästä vääräoppisuudesta Arpilta evättiin teleskooppiaika kokonaan, eikä hän pystynyt enää jatkamaan empiirisiä tutkimuksiaan. Lempinimi Palomarin Galileo kuvastaakin häntä hyvin.

Lähteet:


  1. ​*​
    Tämä oli aikoinaan maailman suurin teleskooppi.
  1. Acheson, Amy. “Is the Big Bang Dead? A Maverick Astronomer Challenges Reigning Theory on the Origins of the Universe.” Forbidden Science, Bear & Company, 2008, pp. 150–57.
  2. Arp, H., et al. “Intrinsic Redshifts in Quasars and Galaxies.” Haltonarp.Com, 2009, https://haltonarp.com/articles/intrinsic_redshifts_in_quasars_and_galaxies.pdf.
  3. Fulton, Christopher C. “The Redshift Rift.” The Galileo of Palomar Essays in Memory of Halton Arp, C. Roy Keys Inc., 2017, pp. 5–14.
  4. Narlikar, Jayant V. “Chip Arp (1927-2013).” The Galileo of Palomar Essays in Memory of Halton Arp, C. Roy Keys Inc., 2017, pp. 1–4, https://haltonarp.com/inc/memorial/TheGalileoOfPalomar.pdf.